4j32低膨脹合金

  低膨脹合金 精密合金，又稱(chēng)熱膨脹合金，廣泛用于電子工業(yè)、精密量具、精密儀表和低溫工程等領(lǐng)域。一般的金屬和合金受熱時(shí)膨脹，膨脹量隨溫度的升高呈線(xiàn)性增加，但有些合金的熱膨脹曲線(xiàn)在某一溫度出現(xiàn)彎曲點(diǎn)（不同斜率兩線(xiàn)段切線(xiàn)的交點(diǎn)，如圖中的Tk所示），在彎曲點(diǎn)以下的熱膨脹系數(shù)比彎曲點(diǎn)以上的正常熱膨脹系數(shù)低得多，這種現(xiàn)象稱(chēng)為反常熱膨脹特性。

材料：4J32

俄羅斯：32HКД/32HК-BИ

美國(guó)：Super-Invar/Super-Nilvar

日本：SI

法國(guó)：Invar/Superieur

一、4J32概述

    4J32合金又稱(chēng)超因瓦(Super-Invar)合金。在－60～80℃溫度范圍內(nèi)，其膨脹系數(shù)比4J36合金低，但低溫組織穩(wěn)定性較4J36合金差。該合金主要用于制造要求在環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)尺寸高度精密儀表零件。

    1.1 4J32材料 4J32。

1.2 4J32相近 見(jiàn)表1-1。

                                            表1-1[1～4]

1.3 4J32材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 

1.4 4J32化學(xué)成分  見(jiàn)表1-2。

                                         表1-2                                      %

在平均線(xiàn)膨脹系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下，允許鎳含量偏離表1-2規(guī)定范圍。

    1.5 4J32熱處理制度 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)及低溫組織穩(wěn)定性的性能檢驗(yàn)試樣按下述方法加工和熱處理：將半成品試樣加熱至840℃±10℃，保溫1h，水淬，再將試樣加工為成品試樣，在315℃±10℃保溫1h，隨爐冷或空冷。

1.6 4J32品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 品種有棒、管、板、絲和帶。

    1.7 4J32熔煉與鑄造工藝 用非真空感應(yīng)爐，真空感應(yīng)爐和電弧爐熔煉。

1.8 4J32應(yīng)用概況與特殊要求 該合金是典型低膨脹合金，經(jīng)航空工廠長(zhǎng)期使用，性能穩(wěn)定。主要用于制造在環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)尺寸高度精確的精密部件。在使用中應(yīng)嚴(yán)格控制熱處理工藝及加工工藝，根據(jù)使用溫度應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)其組織穩(wěn)定性。

二、4J32物理及化學(xué)性能    

    2.1 4J32熱性能                                        

2.1.1 4J32溶化溫度范圍 1430～1450℃[1,2]。

2.1.2 4J32熱導(dǎo)率 λ=13.9W/(m•℃)[1,2]。

2.1.3 4J32線(xiàn)膨脹系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定α1(20～100℃)≤1.0×10-6℃-1[5]。

    4J43合金和4J36合金一樣，850℃以上退火，其線(xiàn)膨脹系數(shù)值高。冷卻速度快可使線(xiàn)膨脹系數(shù)降低。對(duì)于α1(室溫～100℃)來(lái)說(shuō)，淬火（冷卻速度快）較退火處理的可降低近一半。

典型成分的合金，試樣在保護(hù)氣氛或真空中，加熱到850℃±20℃，保溫1h,以不大于300℃/h的速度冷至200℃以下出爐，其平均線(xiàn)膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-1。合金的膨脹曲線(xiàn)見(jiàn)圖2-1。

                                            4j32低膨脹合金  表2-1

    2.2 4J32密度 ρ=8.10g/cm3[1]。

2.3 4J32電性能 

2.3.1 4J32電阻率 ρ=0.77μΩ·m[1,2]。

2.3.2 4J32電阻溫度系數(shù) 見(jiàn)表2-2。 

    2.4 4J32磁性能

                 表2-2[1,2]

膨脹合金分低膨脹合金和定膨脹合金，后者又稱(chēng)封接合金。低膨脹合金在彎曲點(diǎn)以下的平均膨脹系數(shù)低于3×10-6℃-1；定膨脹合金在彎曲點(diǎn)以下的平均膨脹系數(shù)約為(4～10)×10-6℃-1。膨脹合金主要有Fe-Ni系、Fe-Ni-Co系和Fe-Ni-Cr系合金等,高鉻鋼和Co-Fe-Cr系合金也用作膨脹合金，但用量不大。膨脹合金除具有特定的熱膨脹系數(shù)外，根據(jù)不同用途還要求有良好的封接性、可焊性、耐蝕性、可加工性和易切削性，并且在使用溫度范圍內(nèi)不允許有引起膨脹特性明顯變化的相變。膨脹合金在制造工藝過(guò)程中必須準(zhǔn)確控制合金的化學(xué)成分，其產(chǎn)品一般為棒材、板材、帶材、絲材和管材。[1] 

1.鐵鎳鈷玻封合金 FeNi29Co17   :4J29( Kovar) 也叫可伐合金（Fe54%、Ni29%和Co17%），其膨脹系數(shù)為4.7×10－6/℃。  執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):YB/T 5231-93  用途:用于制作與硬玻璃匹配封接的。適用于發(fā)射管、振蕩管、引燃管、晶體管以及管封插頭、繼電器外殼等電真空器件。在-60℃~+40O℃溫度范圍內(nèi)具有一定的線(xiàn)膨脹系數(shù)，能與硬玻璃進(jìn)行匹配牢固封接。  供貨狀態(tài)：帶材，線(xiàn)材,圓鋼,鍛件   2.瓷封合金 :Vacodil42, 4J42，4J33,4J34  執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):YB/T 5234-93  用途:用于制作與陶瓷封接的.適用于電真空器件與95% Al2O3陶瓷的匹配封接。在-60℃~+600℃溫度范圍內(nèi)具有與95%Al2O3陶瓷相近的線(xiàn)膨脹系數(shù).  供貨狀態(tài)：帶材，線(xiàn)材,圓鋼,鍛件.  3.低膨脹合金 FeNi36, FeNi32CO4Cu，Invar,因瓦合金:4J32,4J36 4J38,4J40 ，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):YB/T 5241-93 產(chǎn)品性能特點(diǎn)是主要用于:制作在環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)對(duì)尺寸有高精度要求的儀表零件用4J32,4J36合金和高溫低膨脹4J40合金及易切削4J38合金。4J36它的熱膨脹系數(shù)很低,能在很寬的溫度范圍內(nèi)保持固定的長(zhǎng)度。

低膨脹合金大都應(yīng)用于在一定的環(huán)境溫度要求尺寸近似恒定的元器件中。主要有：(1)精密儀器儀表，光學(xué)儀器中的元件，如精密天平的臂，標(biāo)準(zhǔn)件的擺桿，擺輪，鐘表的外補(bǔ)償?shù)龋?2)長(zhǎng)度標(biāo)尺。大地測(cè)量基線(xiàn)尺；(3)各種諧振腔，微波通訊的波導(dǎo)管，標(biāo)準(zhǔn)頻率發(fā)生器等；(4)標(biāo)準(zhǔn)電容器的葉片和支承桿等；(5)液態(tài)天然氣，液態(tài)氫，液態(tài)氧等的儲(chǔ)蓄罐和運(yùn)輸管道；(6)熱雙金屬片的被動(dòng)層；(7)高分辨率陰極射線(xiàn)管(顯象管)中的陰罩；(8)宇航工業(yè)復(fù)合材料零件的模子；(9)用于人造衛(wèi)星，激光，環(huán)形激光陀螺儀及其他*的高科技產(chǎn)品。[2